RU2785835C1

RU2785835C1 - Method for increasing the flight range of an artillery projectile with a rocket-ramjet engine and an artillery projectile implementing it (options)

Info

Publication number: RU2785835C1
Application number: RU2022103488A
Authority: RU
Inventors: Лев Алексеевич Розанов
Original assignee: Лев Алексеевич Розанов
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2022-12-14

Abstract

FIELD: to artillery shells.

SUBSTANCE: inventions group relates to a method for increasing the flight range of an artillery shell and to artillery shells. The method for increasing the flight range of an artillery projectile consists in the fact that the movement of the projectile in the gun barrel is carried out under the influence of the pressure of the combustion products of the propellant charge and the projectile is guided along the barrel by means of an obturator belt sliding relative to the projectile body. The projectile contains a rocket-ramjet engine installed in the aft part of the projectile and including a gas generator body with a solid fuel charge located in it, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, a shell of the primary volume of the afterburner connected to the gas generator body, an air intake device and a system for increasing the volume of the chamber afterburning with a threaded bushing with a collar, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking of the translational movement when the shoulder of the threaded bushing interacts with the stop in the rearmost position of the said bushing. The threaded bushing with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner is rigidly connected to the stabilizer attachment unit or assemblies and is threadedly connected to the shell of the primary volume of the afterburner, which ensures translational movement of the bush with a shoulder relative to the shell. Stabilizers are installed at an angle to the axis of the projectile and are closed with a resettable protective cap. The stop for interaction with the shoulder of the threaded bushing in its extreme rear position is located on the shell of the primary volume of the afterburning chamber. After the projectile leaves the barrel, a charge of solid fuel is ignited, which leads to the release of the protective cap, the opening of the stabilizers, which transmit the force from the oncoming air flow through the stabilizer mount or mounts to the threaded sleeve with a shoulder, which due to this rotates in the threaded connection with the shell primary volume of the afterburning chamber and progressively moves back to the rearmost position, increasing the volume of the afterburning chamber. Further, in the extreme rear position, the threaded bushing with the shoulder is locked due to the interaction of the shoulder of the threaded bushing with an emphasis on the shell of the primary volume of the afterburner chamber. The air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the threaded bushing with a shoulder, which are combined with through slots in the shell at the rearmost position of the threaded bushing to ensure air flow for afterburning the products of primary combustion of solid fuel with their subsequent expiration through the nozzle and generating tractive effort.

EFFECT: increasing the flight range of an artillery projectile equipped with a rocket-ramjet engine, due to a system for increasing the volume of the afterburner chamber.

5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к боеприпасам, в частности к способу увеличения дальности полета снарядов, оснащенных ракетно-прямоточным двигателем, и снарядам, реализующим этот способ.The invention relates to ammunition, in particular to a method for increasing the flight range of projectiles equipped with a ramjet engine, and projectiles that implement this method.

Известна конструкция артиллерийского снаряда с телескопическим прямоточным воздушно-реактивным двигателем (патент US 2935946, 10.05.1960). В известной конструкции необходимая для работы прямоточного воздушно-реактивного двигателя камера сгорания формируется после выстрела путем телескопического смещения внешней обечайки назад относительно корпуса, содержащего топливо и полезную нагрузку. Смещение происходит под действием силы, создаваемой давлением набегающего потока воздуха на обечайку. Данная конструкция позволяет получить снаряд, оснащенный прямоточным воздушно-реактивным двигателем со сравнительно большим объемом камеры сгорания, длина которой примерно равняется длине корпуса, содержащего топливо и полезную нагрузку. При этом до вылета из ствола орудия обечайка камеры сгорания находится в крайнем переднем положении.Known design of an artillery projectile with a telescopic ramjet engine (patent US 2935946, 05/10/1960). In a well-known design, the combustion chamber necessary for the operation of a ramjet engine is formed after a shot by telescopic displacement of the outer shell back relative to the housing containing fuel and payload. The displacement occurs under the action of a force created by the pressure of the incoming air flow on the shell. This design allows you to get a projectile equipped with a ramjet engine with a relatively large volume of the combustion chamber, the length of which is approximately equal to the length of the housing containing the fuel and payload. In this case, prior to departure from the gun barrel, the shell of the combustion chamber is in the extreme forward position.

Недостатком данной конструкции является, во-первых, размещение подвижной обечайки, формирующей камеру сгорания прямоточного воздушно-реактивного двигателя, снаружи снаряда. Известно, что при движении по каналу ствола снаряды могут совершать колебания под действием ряда факторов (эксцентриситет масс снаряда, изношенный канал ствола, зазоры между поверхностью снаряда и поверхностью канала ствола и т.д.). Это проявляется в виде ударов снаряда о поверхность канала ствола и появления отпечатков от поверхности канала ствола на корпусе снаряда. В случае с тонкостенной внешней обечайкой, как в вышеупомянутой конструкции, подобный эффект может привести к деформации обечайки и ее заклиниванию, что сделает невозможным приведение прямоточного воздушно-реактивного двигателя в рабочее положение. Во-вторых, тонкостенная внешняя обечайка имеет сравнительно небольшую площадь поперечного сечения. Это означает, что суммарная сила от давления набегающего потока, действующая на обечайку, может быть недостаточна для того, чтобы сдвинуть деформированную при прохождении по каналу ствола обечайку назад относительно корпуса, содержащего топливо и полезную нагрузку.The disadvantage of this design is, firstly, the placement of the movable shell, which forms the combustion chamber of a ramjet engine, outside the projectile. It is known that when moving along the bore, projectiles can oscillate under the influence of a number of factors (eccentricity of the masses of the projectile, worn bore, gaps between the surface of the projectile and the surface of the bore, etc.). This manifests itself in the form of impacts of the projectile on the surface of the bore and the appearance of imprints from the surface of the bore on the body of the projectile. In the case of a thin-walled outer shell, as in the above design, a similar effect can lead to deformation of the shell and its jamming, which will make it impossible to bring the ramjet into operation. Secondly, the thin-walled outer shell has a relatively small cross-sectional area. This means that the total force from the pressure of the oncoming flow acting on the shell may not be sufficient to move the shell deformed while passing through the bore back relative to the housing containing the fuel and payload.

Известна конструкция артиллерийского снаряда (полезная модель RU 128311, 20.11.2014), корпус которого состоит из двух соосных обечаек, причем наружная обечайка выполнена с возможностью осевого перемещения назад по внутренней обечайке. Это осевое перемещение производится после выстрела под действием сил инерции и разности давлений между окружающей средой и накопительной камерой на борту снаряда, образованной поддоном, внутренней и наружной обечайками. Полученный после выстрела свободный объем может быть использован в качестве камеры дожигания ракетно-прямоточного двигателя.Known construction of an artillery projectile (useful model RU 128311, 20.11.2014), the body of which consists of two coaxial shells, and the outer shell is made with the possibility of axial movement back along the inner shell. This axial movement is made after the shot under the action of inertial forces and pressure difference between the environment and the storage chamber on board the projectile, formed by the pan, inner and outer shells. The free volume obtained after the shot can be used as an afterburner of a ramjet engine.

Недостатком этой конструкции является, во-первых, размещение подвижной обечайки снаружи снаряда, что подвергает ее опасности заклинивания из-за эффектов при выстреле, упомянутых выше. Во-вторых, в данной конструкции, исходя из иллюстраций, обтюрирующий поясок размещен в кормовой части снаряда на внешней поверхности поддона со сравнительно небольшой толщиной стенки, прикрывающего сложенные лопасти стабилизаторов. Известно, что область обтюрирующего пояска при выстреле испытывает нагрузки, близкие к максимально реализуемым во всей конструкции снаряда. Таким образом, размещение обтюрирующего пояска на сравнительно тонкой стенке, под которой имеется свободное пространство, в котором размещены сложенные лопасти стабилизаторов, может привести к деформации стенки поддона при выстреле, деформации лопастей стабилизаторов, заклиниванию поддона или невозможности раскрытия стабилизаторов.The disadvantage of this design is, firstly, the location of the movable shell on the outside of the projectile, which exposes it to the risk of jamming due to the firing effects mentioned above. Secondly, in this design, based on the illustrations, the obturator belt is located in the aft part of the projectile on the outer surface of the pallet with a relatively small wall thickness covering the folded stabilizer blades. It is known that the area of the obturator belt during firing experiences loads close to the maximum realizable in the entire design of the projectile. Thus, placing the obturator band on a relatively thin wall, under which there is a free space in which the folded stabilizer blades are placed, can lead to deformation of the sump wall during firing, deformation of the stabilizer blades, jamming of the sump, or the impossibility of opening the stabilizers.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является активно-реактивный снаряд с ракетно-прямоточным двигателем для орудий с нарезным стволом (патент RU 2711208, 15.01.2020). В этой конструкции тяговое усилие, обеспечивающее повышение дальности полета снаряда, создается за счет дожигания в атмосферном воздухе продуктов первичного сгорания заряда твердого топлива, поступающих из газогенератора в камеру дожигания ракетно-прямоточного двигателя, которая оснащена системой, изменяющей ее геометрию и увеличивающей полезный объем камеры дожигания после вылета снаряда из ствола орудия. В этой конструкции сделан акцент на всемерное повышение полноты дожигания продуктов первичного сгорания твердого топлива в пределах камеры при удовлетворении жестким требованиям по длине снаряда. Этот акцент проявляется в оснащении двигателя системой для увеличения объема камеры дожигания, приводимой в действие за счет сил инерции, действующих на подвижные части системы. Под действием этих сил, возникающих при закручивании снаряда в нарезном стволе, подвижные части системы увеличения объема камеры дожигания проворачиваются в резьбовом соединении, которое соединяет их с остальными элементами ракетно-прямоточного двигателя, и перемещаются назад, обеспечивая плавное раскрытие воздухозаборного устройства и формирование дополнительного объема камеры дожигания.The closest technical solution to the claimed invention is an active-rocket projectile with a ramjet engine for guns with a rifled barrel (patent RU 2711208, 01/15/2020). In this design, the traction force, which ensures an increase in the flight range of the projectile, is created by afterburning in atmospheric air the products of primary combustion of the solid fuel charge coming from the gas generator into the afterburner chamber of the ramjet engine, which is equipped with a system that changes its geometry and increases the useful volume of the afterburner chamber. after the projectile leaves the gun barrel. In this design, emphasis is placed on the all-round increase in the completeness of afterburning of the products of primary combustion of solid fuel within the chamber while meeting stringent requirements for the length of the projectile. This emphasis is manifested in equipping the engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber, driven by inertia forces acting on the moving parts of the system. Under the influence of these forces, which arise when the projectile is twisted in a rifled barrel, the moving parts of the system for increasing the volume of the afterburner chamber turn in a threaded connection that connects them to the rest of the rocket-ramjet engine, and move back, providing a smooth opening of the air intake device and the formation of additional chamber volume. afterburning.

Основным недостатком этой конструкции является размещение подвижной обечайки на внешней поверхности снаряда. Опытные стрельбы уменьшенными макетами этой конструкции показали, что существует принципиальная возможность задействовать такую систему увеличения объема камеры дожигания за счет сил инерции. Однако при выполнении этой системы в габаритах, требуемых конструкцией по патенту RU 2711208 (когда внешний диаметр обечайки близок к калибру снаряда), явно наблюдался эффект заклинивания подвижных частей системы при движении по каналу ствола в результате колебаний снаряда и контакта обечайки с поверхностью канала ствола.The main disadvantage of this design is the placement of the movable shell on the outer surface of the projectile. Experimental shooting with reduced models of this design showed that it is possible in principle to use such a system to increase the volume of the afterburner chamber due to inertia forces. However, when this system was implemented in the dimensions required by the design according to patent RU 2711208 (when the outer diameter of the shell is close to the caliber of the projectile), the effect of jamming of the moving parts of the system when moving along the bore was clearly observed as a result of projectile vibrations and contact of the shell with the surface of the bore.

Кроме того, утяжеление хвостовой части снаряда, выстреливаемого из нарезного ствола и стабилизируемого вращением, может привести к разбалансировке снаряда и потере им гироскопической устойчивости.In addition, the weighting of the tail of a projectile fired from a rifled barrel and stabilized by rotation can lead to projectile imbalance and loss of gyroscopic stability.

Технической проблемой, решаемой группой изобретений, является увеличение дальности полета артиллерийского снаряда, оснащенного ракетно-прямоточным двигателем, за счет системы увеличения объема камеры дожигания.The technical problem solved by the group of inventions is to increase the flight range of an artillery projectile equipped with a rocket-ramjet engine, due to a system for increasing the volume of the afterburner.

Заявленный способ увеличения дальности полета артиллерийского снаряда, как и наиболее близкий аналог, заключается в том, что движение снаряда в стволе орудия осуществляют под воздействием давления продуктов сгорания метательного заряда и обеспечивают ведение снаряда по стволу посредством обтюрирующего пояска, проскальзывающего относительно корпуса снаряда, причем снаряд содержит ракетно-прямоточный двигатель, установленный в кормовой части снаряда и включающий корпус газогенератора с расположенным в нем зарядом твердого топлива, диафрагму, днище газогенератора с сопловыми отверстиями, обечайку первичного объема камеры дожигания, соединенную с корпусом газогенератора, воздухозаборное устройство и систему увеличения объема камеры дожигания с резьбовой втулкой с буртом, выполненной с возможностью поступательного перемещения при ее вращении и стопорения поступательного перемещения при взаимодействии бурта резьбовой втулки с упором в крайнем заднем положении упомянутой втулки.The claimed method for increasing the flight range of an artillery projectile, as well as the closest analogue, consists in the fact that the movement of the projectile in the gun barrel is carried out under the influence of the pressure of the combustion products of the propellant charge and the projectile is guided along the barrel by means of an obturator belt sliding relative to the projectile body, and the projectile contains rocket-ramjet engine installed in the aft part of the projectile and including a gas generator body with a solid fuel charge located in it, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, a shell of the primary volume of the afterburner chamber connected to the gas generator body, an air intake device and a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded bushing with a shoulder, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking of the translational movement when the shoulder of the threaded bushing interacts with the stop in the rearmost position of the said bushing.

Указанная техническая проблема решается за счет того, что резьбовая втулка с буртом системы увеличения объема камеры дожигания жестко соединена с узлом или узлами крепления стабилизаторов и связана резьбовым соединением с обечайкой первичного объема камеры дожигания, обеспечивающим поступательное перемещение втулки с буртом относительно обечайки, причем стабилизаторы установлены под углом к оси снаряда и закрыты сбрасываемым защитным колпаком. Упор, ограничивающий поступательное перемещение резьбовой втулки и взаимодействующий с ее буртом при крайнем заднем положении резьбовой втулки, расположен на обечайке первичного объема камеры дожигания. После вылета снаряда из канала ствола воспламеняют заряд твердого топлива, что приводит к сбросу защитного колпака, раскрытию стабилизаторов, передающих силовое воздействие от набегающего потока воздуха через узел или узлы крепления стабилизаторов на резьбовую втулку с буртом. Резьбовая втулка за счет этого проворачивается в резьбовом соединении и поступательно перемещается относительно обечайки первичного объема камеры дожигания назад в крайнее заднее положение, увеличивая объем камеры дожигания, и в крайнем заднем положении резьбовая втулка с буртом стопорится за счет взаимодействия бурта резьбовой втулки с упором на обечайке первичного объема камеры дожигания. Тракт подачи воздуха воздухозаборного устройства образован сквозными щелями в обечайке первичного объема камеры дожигания и сквозными щелями в резьбовой втулке с буртом. Сквозные щели в резьбовой втулке с буртом совмещаются со сквозными щелями в обечайке при крайнем заднем положении резьбовой втулки с обеспечением поступления воздуха для дожигания продуктов первичного сгорания твердого топлива с последующим их истечением через сопло и созданием тягового усилия.The specified technical problem is solved due to the fact that the threaded sleeve with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner is rigidly connected to the stabilizer attachment point or nodes and is connected by a threaded connection with the shell of the primary volume of the afterburner, which ensures translational movement of the sleeve with a shoulder relative to the shell, and the stabilizers are installed under angle to the axis of the projectile and are covered with a resettable protective cap. The stop limiting the translational movement of the threaded bushing and interacting with its collar at the rearmost position of the threaded bushing is located on the shell of the primary volume of the afterburner chamber. After the projectile leaves the bore, a charge of solid fuel is ignited, which leads to the release of the protective cap, the opening of the stabilizers, which transmit the force from the oncoming air flow through the stabilizer attachment or attachment points to the threaded bushing with collar. Due to this, the threaded bushing rotates in the threaded connection and progressively moves relative to the shell of the primary volume of the afterburning chamber back to the rearmost position, increasing the volume of the afterburning chamber, and in the rearmost position, the threaded bushing with the shoulder is stopped due to the interaction of the shoulder of the threaded bushing with an emphasis on the shell of the primary afterburner volume. The air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the threaded bushing with shoulder. The through slots in the threaded bushing with the shoulder are aligned with the through slots in the shell at the rearmost position of the threaded bushing to provide air inflow for afterburning the products of primary combustion of solid fuel, followed by their outflow through the nozzle and the creation of traction force.

Заявленный артиллерийский снаряд по трем вариантам его выполнения, как и наиболее близкий аналог, содержит головную часть для полезной нагрузки, проскальзывающий относительно корпуса снаряда обтюрирующий поясок, ракетно-прямоточный двигатель, размещенный в кормовой части снаряда и содержащий корпус газогенератора, заряд твердого топлива, диафрагму, днище газогенератора с сопловыми отверстиями, обечайку первичного объема камеры дожигания, воздухозаборное устройство и систему для увеличения объема камеры дожигания с резьбовой втулкой с буртом, выполненной с возможностью поступательного перемещения при ее вращении и стопорения поступательного перемещения в крайнем заднем положении при взаимодействии бурта резьбовой втулки с упором.The claimed artillery projectile in three variants of its implementation, like the closest analogue, contains a head part for a payload, an obturating belt sliding relative to the projectile body, a rocket-ramjet engine located in the aft part of the projectile and containing a gas generator housing, a solid fuel charge, a diaphragm, the bottom of the gas generator with nozzle holes, the shell of the primary volume of the afterburner chamber, the air intake and the system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded bushing with a collar, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking of the translational movement in the rearmost position when the shoulder of the threaded bushing interacts with the stop .

Указанная выше техническая проблема для первого варианта выполнения артиллерийского снаряда решается за счет того, что резьбовая втулка с буртом системы увеличения объема камеры дожигания жестко соединена с узлом или узлами крепления стабилизаторов и связана резьбовым соединением с обечайкой первичного объема камеры дожигания, обеспечивающим поступательное перемещение втулки с буртом относительно обечайки. Упор, стопорящий поступательное перемещение резьбовой втулки в крайнем заднем положении, взаимодействуя с ее буртом, расположен на обечайке первичного объема камеры дожигания. Стабилизаторы установлены в узле (или узлах) крепления под углом к оси снаряда и закрыты сбрасываемым защитным колпаком. Тракт подачи воздуха воздухозаборного устройства образован сквозными щелями в обечайке первичного объема камеры дожигания и сквозными щелями в резьбовой втулке с буртом. Сквозные щели в резьбовой втулке с буртом совмещаются со сквозными щелями в обечайке при крайнем заднем положении резьбовой втулки.The above technical problem for the first embodiment of the artillery projectile is solved due to the fact that the threaded sleeve with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner chamber is rigidly connected to the stabilizer attachment point or nodes and is connected by a threaded connection with the shell of the primary volume of the afterburner chamber, which ensures translational movement of the sleeve with a shoulder with respect to the shell. The stop that stops the translational movement of the threaded bushing in the rearmost position, interacting with its shoulder, is located on the shell of the primary volume of the afterburning chamber. Stabilizers are installed in the mount (or nodes) at an angle to the axis of the projectile and are closed with a resettable protective cap. The air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the threaded bushing with shoulder. The through slots in the threaded bushing with shoulder are aligned with the through slots in the shell at the rearmost position of the threaded bushing.

Указанная выше техническая проблема для второго варианта выполнения артиллерийского снаряда решается за счет того, что резьбовая втулка с буртом системы увеличения объема камеры дожигания жестко соединена с узлом или узлами крепления стабилизаторов и связана через первую и вторую переходные втулки с обечайкой первичного объема камеры дожигания таким образом, что обеспечена возможность поступательного перемещения относительно обечайки первой переходной втулки, второй переходной втулки и резьбовой втулки с буртом. Стабилизаторы при этом установлены под углом к оси снаряда и закрыты сбрасываемым защитным колпаком. Первая переходная втулка соединена резьбовым соединением с обечайкой первичного объема камеры дожигания и выполнена с буртом, предназначенным для стопорения в крайнем заднем положении посредством взаимодействия бурта с упором, образованным на упомянутой обечайке, кроме того, первая переходная втулка выполнена с собственным упором. Тракт подачи воздуха воздухозаборного устройства образован сквозными щелями в обечайке первичного объема камеры дожигания и сквозными щелями в первой переходной втулке, совмещаемыми при ее крайнем заднем положении со сквозными щелями в обечайке. Вторая переходная втулка связана резьбовым соединением с первой переходной втулкой и выполнена с буртом, предназначенным для ее стопорения в крайнем заднем положении при взаимодействии бурта второй переходной втулки с упомянутым упором первой переходной втулки, кроме того, вторая переходная втулка снабжена собственным упором. Упомянутая резьбовая втулка с буртом системы увеличения объема камеры дожигания связана резьбовым соединением со второй переходной втулкой и выполнена с возможностью стопорения в крайнем заднем положении при взаимодействии бурта резьбовой втулки с упомянутым упором второй переходной втулки.The above technical problem for the second embodiment of the artillery projectile is solved due to the fact that the threaded sleeve with the shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner chamber is rigidly connected to the stabilizer attachment point or nodes and is connected through the first and second adapter bushings to the shell of the primary volume of the afterburner chamber in such a way that that the possibility of translational movement relative to the shell of the first adapter sleeve, the second adapter sleeve and the threaded sleeve with a shoulder is provided. In this case, the stabilizers are installed at an angle to the projectile axis and are closed with a resettable protective cap. The first adapter sleeve is connected by a threaded connection to the shell of the primary volume of the afterburner chamber and is made with a collar designed to be locked in the rearmost position by interaction of the collar with a stop formed on said shell, in addition, the first adapter sleeve is made with its own stop. The air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the first adapter sleeve, which, at its extreme rear position, are aligned with the through slots in the shell. The second adapter sleeve is threadedly connected to the first adapter sleeve and is made with a collar designed to lock it in the rearmost position when the collar of the second adapter sleeve interacts with the aforementioned stop of the first adapter sleeve, in addition, the second adapter sleeve is provided with its own stop. Said threaded bushing with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburning chamber is connected by a threaded connection with the second adapter bushing and is made with the possibility of locking in the rearmost position when the collar of the threaded bushing interacts with the aforementioned stop of the second adapter bushing.

Указанная выше техническая проблема для третьего варианта выполнения артиллерийского снаряда решается за счет того, что снаряд снабжен переходником, расположенным между корпусом газогенератора и внешней обечайкой первичного объема камеры дожигания, причем переходник жестко связан с корпусом газогенератора, диафрагмой и внешней обечайкой первичного объема камеры дожигания и выполнен с газоводом, сопловыми отверстиями и воздухозаборными окнами, образующими воздуховод. Резьбовая втулка с буртом системы увеличения объема камеры дожигания жестко соединена с узлом или узлами крепления стабилизаторов и связана резьбовым соединением с обечайкой первичного объема камеры дожигания, обеспечивающим поступательное перемещение втулки с буртом относительно обечайки. Упор для взаимодействия с буртом резьбовой втулки в крайнем заднем положении расположен на обечайке первичного объема камеры дожигания. Стабилизаторы установлены в узле или узлах крепления под углом к оси снаряда и закрыты сбрасываемым защитным колпаком.The above technical problem for the third embodiment of the artillery projectile is solved due to the fact that the projectile is equipped with an adapter located between the gas generator body and the outer shell of the primary volume of the afterburner chamber, and the adapter is rigidly connected to the gas generator housing, the diaphragm and the outer shell of the primary volume of the afterburner chamber and is made with a gas duct, nozzle holes and air intake windows forming an air duct. The threaded bushing with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner is rigidly connected to the stabilizer attachment unit or assemblies and is threadedly connected to the shell of the primary volume of the afterburner, which ensures translational movement of the bush with a shoulder relative to the shell. The stop for interaction with the collar of the threaded bushing in the rearmost position is located on the shell of the primary volume of the afterburner chamber. Stabilizers are installed in the mount or mounts at an angle to the axis of the projectile and are closed with a resettable protective cap.

Кроме того, переходник, внешняя обечайка камеры дожигания и система увеличения объема камеры дожигания могут быть размещены в габаритах гильзы для унитарного заряжания.In addition, the adapter, the outer shell of the afterburner chamber and the system for increasing the volume of the afterburner chamber can be placed in the dimensions of the sleeve for unitary loading.

Технический результат, обеспечиваемый способом увеличения дальности полета артиллерийского снаряда с ракетно-прямоточным двигателем, заключается в использовании аэродинамических сил, действующих в полете на стабилизаторы снаряда, для увеличения объема камеры дожигания, чтобы повысить полноту реализации заложенной в топливе энергии при дожигании продуктов первичного сгорания твердого топлива в камере и, как следствие, увеличить дальность полета снаряда.The technical result provided by the method of increasing the flight range of an artillery projectile with a ramjet engine consists in using the aerodynamic forces acting on the projectile stabilizers in flight to increase the volume of the afterburner chamber in order to increase the completeness of the implementation of the energy embedded in the fuel during the afterburning of the products of primary combustion of solid fuel in the chamber and, as a result, increase the range of the projectile.

Заявленный артиллерийский снаряд с ракетно-прямоточным двигателем и системой увеличения объема камеры дожигания, устраняющий недостатки наиболее близкого аналога, содержит головную часть с полезной нагрузкой, проскальзывающий относительно корпуса снаряда обтюрирующий поясок, ракетно-прямоточный двигатель, размещенный в кормовой части снаряда и содержащий заряд твердого топлива, диафрагму, днище газогенератора с сопловыми отверстиями, обечайку первичного объема камеры дожигания, воздухозаборное устройство и систему увеличения объема камеры дожигания, которая, в свою очередь, содержит втулку с буртом, крепление стабилизаторов и стабилизаторы, закрытые сбрасываемым защитным колпаком, сбрасываемым после вылета снаряда из канала ствола. Указанная выше техническая проблема с достижением технического результата в рамках заявленного изобретения - снаряда решается за счет того, что ракетно-прямоточный двигатель, обеспечивающий дожигание продуктов первичного сгорания твердого топлива и использующий атмосферный воздух в качестве источника дополнительного окислителя и рабочего тела, оснащен системой увеличения объема камеры дожигания, которая обеспечивает повышение полноты дожигания продуктов первичного сгорания топлива, т.е. реализации заложенной в нем энергии, при этом система увеличения объема камеры дожигания состоит из втулки с буртом, установленной на резьбовом соединении внутри обечайки первичного объема камеры дожигания, узла или узлов крепления стабилизаторов, а также стабилизаторов, установленных в узле или узлах крепления под определенным углом к продольной оси снаряда и закрытых до вылета снаряда из канала ствола сбрасываемым защитным колпаком, а после вылета из канала ствола обеспечивающих стабилизацию снаряда на траектории и передачу силового воздействия на втулку с буртом, которая при этом проворачивается в резьбовом соединении и смещается назад, увеличивая объем камеры дожигания.The claimed artillery projectile with a ramjet engine and a system for increasing the volume of the afterburner chamber, which eliminates the shortcomings of the closest analogue, contains a warhead with a payload, an obturator belt sliding relative to the projectile body, a ramjet engine located in the aft part of the projectile and containing a charge of solid fuel , a diaphragm, a bottom of the gas generator with nozzle holes, a shell of the primary volume of the afterburner chamber, an air intake device and a system for increasing the volume of the afterburner chamber, which, in turn, contains a bushing with a shoulder, a stabilizer mount and stabilizers closed by a resettable protective cap, reset after the projectile leaves the trunk channel. The above technical problem with the achievement of a technical result in the framework of the claimed invention - the projectile is solved due to the fact that the ramjet engine, which provides afterburning of the products of primary combustion of solid fuel and uses atmospheric air as a source of additional oxidizer and working fluid, is equipped with a system for increasing the volume of the chamber afterburning, which provides an increase in the completeness of afterburning of the products of primary combustion of fuel, i.e. implementation of the energy inherent in it, while the system for increasing the volume of the afterburner chamber consists of a bushing with a shoulder installed on a threaded connection inside the shell of the primary volume of the afterburner chamber, a stabilizer attachment unit or attachment units, as well as stabilizers installed in the attachment unit or attachment units at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile and closed before the projectile exits the bore with a resettable protective cap, and after the exit from the bore, they ensure the stabilization of the projectile on the trajectory and the transfer of force to the sleeve with the shoulder, which at the same time rotates in the threaded connection and shifts back, increasing the volume of the afterburning chamber .

Технический результат, достигаемый при использовании заявленной конструкции артиллерийского снаряда, заключается в повышении дальности полета снаряда за счет повышения полноты реализации заложенной в топливе энергии, что является следствием увеличения объема камеры дожигания, осуществляемого после вылета снаряда из канала ствола.The technical result achieved when using the claimed design of an artillery projectile is to increase the flight range of the projectile by increasing the completeness of the implementation of the energy embedded in the fuel, which is a consequence of the increase in the volume of the afterburner after the projectile leaves the bore.

Указанный технический результат достигается за счет того, что при выстреле из орудия на донную часть снаряда действует избыточное давление продуктов сгорания метательного заряда, которые сообщают ему количество движения, достаточное для вылета из канала ствола со сверхзвуковой скоростью. При этом проскальзывающий относительно корпуса снаряда обтюрирующий поясок, установленный в районе днища газогенератора, обеспечивает закручивание снаряда с частотой, не препятствующей его аэродинамической стабилизации, в том числе при стрельбе из нарезного ствола. После вылета из канала ствола избыточное давление продуктов сгорания метательного заряда сохраняется в пространстве кормовой части снаряда, прикрытой сбрасываемым защитным колпаком, в то время как давление окружающей среды равняется атмосферному. Это приводит к сбросу защитного колпака и раскрытию стабилизаторов. Стабилизаторы, установленные на узле или узлах крепления стабилизаторов под углом к продольной оси снаряда, под действием набегающего потока воздуха создают силы, нормальные относительно поверхностей соответствующих стабилизаторов. Ввиду установки стабилизаторов под углом к продольной оси снаряда, относительно корпуса снаряда эти силы раскладываются на осевую и тангенциальную составляющие. При возникновении у снаряда угла атаки тангенциальные составляющие аэродинамических сил отдельных стабилизаторов суммарно дают нормальную силу, стабилизирующую снаряд. Тангенциальные составляющие аэродинамических сил передаются от стабилизаторов через узел или узлы крепления на втулку с буртом, соединенную резьбой с обечайкой первичного объема камеры дожигания и находящуюся до раскрытия стабилизаторов в крайнем переднем положении. Под действием тангенциальной силы втулка проворачивается в резьбовом соединении и смещается назад, увеличивая объем камеры дожигания. Втулка останавливается в крайнем заднем положении, когда бурт на втулке входит в контакт с упором, выполненным на внутренней поверхности обечайки первичного объема камеры дожигания. При этом сквозные наклонные щели, выполненные в стенке втулки с буртом, совпадают со сквозными наклонными щелями, выполненными в стенке обечайки первичного объема камеры дожигания, и формируют тракт, по которому в ракетно-прямоточный двигатель подается воздух. Подача воздуха обеспечивается воздухозаборным устройством, имеющим вид профилированного кольца, закрепленного на внешней поверхности обечайки первичного объема камеры дожигания. Одновременно с раскрытием стабилизаторов воспламеняется заряд топлива, продукты первичного сгорания топлива истекают через сопловые отверстия в днище газогенератора и поступают в камеру дожигания, состоящую из первичного объема и дополнительного объема, сформированного за счет смещения втулки с буртом назад в резьбовом соединении под действием аэродинамических сил, передаваемых на втулку от стабилизаторов через узел или узлы крепления стабилизаторов. Продукты первичного сгорания топлива смешиваются с воздухом, поступающим через тракт, сформированный воздухозаборным устройством, щелями в стенке обечайки первичного объема камеры дожигания и щелями в стенке втулки с буртом. В результате смешения происходит дожигание продуктов первичного сгорания топлива с выделением энергии, которая расходуется на отбрасывание рабочего тела (смеси продуктов первичного сгорания топлива, воздуха и продуктов дожигания) через сопло, выполненное на внутренней поверхности втулки с буртом, с высокой скоростью. Результатом этого является создание тяги, обеспечивающей повышение дальности полета артиллерийского снаряда.The specified technical result is achieved due to the fact that when the gun is fired, the bottom part of the projectile is subjected to an excess pressure of the combustion products of the propellant charge, which give it a momentum sufficient to fly out of the bore at supersonic speed. At the same time, the obturating belt sliding relative to the projectile body, installed in the area of the bottom of the gas generator, provides the projectile with a frequency that does not interfere with its aerodynamic stabilization, including when firing from a rifled barrel. After leaving the bore, the excess pressure of the combustion products of the propellant charge is stored in the space of the aft part of the projectile, covered with a reset protective cap, while the ambient pressure is equal to atmospheric. This leads to the reset of the protective cap and the disclosure of the stabilizers. Stabilizers mounted on the mount or mounts of the stabilizers at an angle to the longitudinal axis of the projectile, under the action of the oncoming air flow, create forces normal to the surfaces of the corresponding stabilizers. Due to the installation of stabilizers at an angle to the longitudinal axis of the projectile, relative to the body of the projectile, these forces are decomposed into axial and tangential components. When the projectile has an angle of attack, the tangential components of the aerodynamic forces of individual stabilizers in total give a normal force stabilizing the projectile. The tangential components of the aerodynamic forces are transmitted from the stabilizers through the mount or mounts to the sleeve with a shoulder, threaded to the shell of the primary volume of the afterburner and located before the opening of the stabilizers in the forward position. Under the action of a tangential force, the sleeve rotates in the threaded connection and moves back, increasing the volume of the afterburning chamber. The bushing stops in the rearmost position when the shoulder on the bushing comes into contact with a stop made on the inner surface of the shell of the primary volume of the afterburner. In this case, the through inclined slots made in the wall of the sleeve with the shoulder coincide with the through inclined slots made in the shell wall of the primary volume of the afterburner chamber, and form a path through which air is supplied to the ramjet engine. The air supply is provided by an air intake device in the form of a profiled ring fixed on the outer surface of the shell of the primary volume of the afterburner chamber. Simultaneously with the opening of the stabilizers, the fuel charge is ignited, the products of the primary combustion of the fuel flow out through the nozzle holes in the bottom of the gas generator and enter the afterburner chamber, consisting of the primary volume and an additional volume formed by shifting the sleeve with a shoulder back in the threaded connection under the action of aerodynamic forces transmitted on the sleeve from the stabilizers through the stabilizer attachment or attachment points. The products of the primary combustion of the fuel are mixed with the air entering through the path formed by the air intake device, the slots in the wall of the shell of the primary volume of the afterburner chamber and the slots in the wall of the sleeve with a shoulder. As a result of mixing, afterburning of the products of primary combustion of fuel occurs with the release of energy, which is spent on throwing the working fluid (a mixture of products of primary combustion of fuel, air and afterburning products) through a nozzle made on the inner surface of the sleeve with a collar at high speed. The result of this is the creation of thrust, providing an increase in the range of the artillery projectile.

К совокупности существенных признаков, обеспечивающих достижение указанных технических результатов для способа и снаряда, относится оснащение снаряда с кормовым ракетно-прямоточным двигателем системой увеличения объема камеры дожигания, состоящей из втулки с буртом, установленной внутри ракетно-прямоточного двигателя на резьбовом соединении, при этом втулка с буртом способна проворачиваться в этом соединении со смещением назад, что формирует дополнительный объем камеры дожигания, а проворот втулки с буртом в этом соединении обеспечивается за счет закрепления на задней части втулки с буртом стабилизаторов, установленных под определенным углом к продольной оси снаряда.The set of essential features that ensure the achievement of these technical results for the method and the projectile include equipping the projectile with aft ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber, consisting of a sleeve with a collar installed inside the ramjet engine on a threaded connection, while the sleeve with collar is able to rotate in this connection with a shift back, which forms an additional volume of the afterburning chamber, and the rotation of the sleeve with a shoulder in this connection is ensured by fixing stabilizers on the back of the sleeve with a shoulder, installed at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile.

Суть изобретения поясняется чертежами, где:The essence of the invention is illustrated by drawings, where:

на фиг. 1 представлен общий вид артиллерийского снаряда с ракетно-прямоточным двигателем, оснащенного системой увеличения объема камеры дожигания;in fig. 1 shows a general view of an artillery projectile with a ramjet engine equipped with a system for increasing the volume of the afterburner chamber;

на фиг. 2 - вариант 1 ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания с одной втулкой с буртом в положении до вылета из канала ствола;in fig. 2 - option 1 of a rocket-ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber with one sleeve with a collar in the position before departure from the bore;

на фиг. 3 - вариант 1 ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания с одной втулкой с буртом в положении до вылета из канала ствола;in fig. 3 - option 1 of a rocket-ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber with one sleeve with a shoulder in the position before departure from the bore;

на фиг. 4 - вариант ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания с последовательностью из трех втулок с буртом в положении до вылета из канала ствола;in fig. 4 - a variant of a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a sequence of three bushings with a shoulder in the position before departure from the bore;

на фиг. 5 - вариант 2 ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания с последовательностью из трех втулок с буртом в положении после вылета из канала ствола;in fig. 5 - variant 2 of a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a sequence of three bushings with a shoulder in the position after departure from the bore;

на фиг. 6 - вариант 3 ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания для снарядов унитарного заряжания в положении до вылета из канала ствола.in fig. 6 - variant 3 of the ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber for unitary loading projectiles in the position before departure from the bore.

на фиг. 7 - вариант 3 ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания для снарядов унитарного заряжания в положении после вылета из канала ствола.in fig. 7 - variant 3 of a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber for unitary loading projectiles in the position after departure from the bore.

На чертежах позициями обозначено:In the drawings, positions indicate:

1 - головная часть;1 - head part;

2 - обтюрирующий поясок;2 - obturating belt;

3 - ракетно-прямоточный двигатель;3 - rocket-ramjet engine;

4 - корпус газогенератора;4 - gas generator housing;

5 - заряд твердого топлива;5 - charge of solid fuel;

6 - диафрагма;6 - diaphragm;

7 - днище газогенератора;7 - the bottom of the gas generator;

8 - сопловые отверстия;8 - nozzle holes;

9 - обечайка первичного объема камеры дожигания;9 - shell of the primary volume of the afterburning chamber;

10 - воздухозаборное устройство;10 - air intake device;

11 - втулка с буртом;11 - bushing with shoulder;

12 - узел (или узлы) крепления стабилизаторов;12 - node (or nodes) for attaching stabilizers;

13 - стабилизаторы;13 - stabilizers;

14 - сбрасываемый защитный колпак;14 - resettable protective cap;

15 - первая переходная втулка;15 - the first adapter sleeve;

16 - вторая переходная втулка;16 - second adapter sleeve;

17 - переходник;17 - adapter;

18 - внешняя обечайка камеры дожигания; 19-газовод;18 - outer shell of the afterburner chamber; 19-gas pipeline;

20 - воздухозаборные окна.20 - air intake windows.

Артиллерийский снаряд с ракетно-прямоточным двигателем, оснащенный системой увеличения объема камеры дожигания (фиг. 1) состоит из головной части 1, в которой размещается полезная нагрузка (например, заряд взрывчатого вещества, взрыватель, система управления и т.д.), проскальзывающего относительно корпуса снаряда обтюрирующего пояска 2 и ракетно-прямоточного двигателя 3.An artillery projectile with a ramjet engine equipped with a system for increasing the volume of the afterburner chamber (Fig. 1) consists of a head part 1 in which a payload is placed (for example, an explosive charge, a fuse, a control system, etc.), sliding relative to projectile body of obturating belt 2 and rocket-ramjet engine 3.

Ракетно-прямоточный двигатель с системой увеличения объема камеры дожигания (фиг. 2 и 3) состоит из корпуса 4 газогенератора, заряда твердого топлива 5, диафрагмы 6, днища 7 газогенератора с сопловыми отверстиями 8, обечайки 9 первичного объема камеры дожигания, воздухозаборного устройства 10, втулки с буртом 11, узла (или узлов) 12 крепления стабилизаторов со сложенными стабилизаторами 13, закрытыми сбрасываемым защитным колпаком 14.A rocket-ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber (Figs. 2 and 3) consists of a gas generator body 4, a solid fuel charge 5, a diaphragm 6, a bottom 7 of the gas generator with nozzle holes 8, a shell 9 of the primary volume of the afterburner chamber, an air intake device 10, bushings with a shoulder 11, a node (or nodes) 12 for attaching stabilizers with folded stabilizers 13, closed by a resettable protective cap 14.

Корпус 4 газогенератора, диафрагма 6, днище 7, обечайка 9 и воздухозаборное устройство 10 жестко соединены между собой при помощи резьбовых соединений без возможности проворота и осевого перемещения в резьбовом соединении. Втулка с буртом 11 соединена с обечайкой 9 при помощи свободного резьбового соединения с возможностью проворота в резьбовом соединении и, вследствие этого, осевого перемещения назад относительно обечайки 9. Узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов жестко соединен со втулкой с буртом 11 таким образом, чтобы не допускать проворота в соединении. Стабилизаторы 13 установлены под определенным углом к продольной оси снаряда и соединены с узлом (или узлами) 12 крепления стабилизаторов так, чтобы обеспечить их раскрытие после сброса защитного колпака 14. Сбрасываемый защитный колпак 14 надевается на сложенные стабилизаторы и удерживается за счет трения. Он имеет центральное отверстие, меньшее по диаметру, чем минимальный внутренний диаметр втулки с буртом 11.The body 4 of the gas generator, the diaphragm 6, the bottom 7, the shell 9 and the air intake device 10 are rigidly connected to each other by means of threaded connections without the possibility of rotation and axial movement in the threaded connection. The sleeve with collar 11 is connected to the shell 9 by means of a free threaded connection with the possibility of rotation in the threaded connection and, as a result, axial movement back relative to the shell 9. The node (or nodes) 12 of the stabilizers fastening is rigidly connected to the sleeve with the collar 11 in such a way that prevent rotation in the connection. Stabilizers 13 are installed at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile and connected to the node (or nodes) 12 attaching the stabilizers so as to ensure their disclosure after the release of the protective cap 14. The reset protective cap 14 is put on the folded stabilizers and held by friction. It has a central hole that is smaller in diameter than the minimum inner diameter of the sleeve with collar 11.

В ракетно-прямоточном двигателе с системой увеличения объема камеры дожигания в положении до вылета из канала ствола (фиг. 2) втулка с буртом 11 находится в крайнем переднем положении, стабилизаторы 13 сложены и закрыты сбрасываемым защитным колпаком 14, препятствующим их раскрытию до вылета из канала ствола. Сквозные щели на обечайке 9 и на втулке с буртом 11 не совпадают, и тракт подачи воздуха перекрыт. В таком положении артиллерийский снаряд может удовлетворять достаточно жестким требованиям по длине запоясковой части.In a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburning chamber in the position before departure from the bore (Fig. 2), the sleeve with shoulder 11 is in the extreme forward position, the stabilizers 13 are folded and closed with a resettable protective cap 14, which prevents them from opening before departure from the bore trunk. The through slots on the shell 9 and on the sleeve with the shoulder 11 do not match, and the air supply path is blocked. In this position, the artillery projectile can meet fairly stringent requirements for the length of the rump.

В ракетно-прямоточном двигателе с системой увеличения объема камеры дожигания в положении после вылета из канала ствола (фиг. 3) втулка с буртом 11 находится в крайнем заднем положении, формируя дополнительный объем камеры дожигания. Защитный колпак 14 сброшен. Стабилизаторы 13 раскрыты. Сквозные щели на обечайке 9 и на втулке с буртом 11 совпадают, и воздухозаборное устройство 10 направляет атмосферный воздух в камеру дожигания, сформированную обечайкой 9 и втулкой с буртом 11. Продукты первичного сгорания заряда твердого топлива 5 поступают в камеру дожигания через сопловые отверстия 8 в днище 7. Происходит дожигание топлива с подводом выделившейся энергии к рабочему телу в пределах камеры дожигания и истечение рабочего тела с высокой скоростью через сопло, выполненное на внутренней поверхности втулки с буртом 11, что создает тягу.In a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber in the position after departure from the bore (Fig. 3), the sleeve with shoulder 11 is in the rearmost position, forming an additional volume of the afterburner chamber. The protective cap 14 is dropped. The stabilizers 13 are disclosed. The through slots on the shell 9 and on the sleeve with shoulder 11 coincide, and the air intake device 10 directs atmospheric air into the afterburner chamber formed by the shell 9 and the sleeve with shoulder 11. The products of primary combustion of the solid fuel charge 5 enter the afterburner chamber through nozzle holes 8 in the bottom 7. Afterburning of the fuel occurs with the supply of the released energy to the working fluid within the afterburning chamber and the expiration of the working fluid at high speed through a nozzle made on the inner surface of the sleeve with shoulder 11, which creates thrust.

Заявленный артиллерийский снаряд с ракетно-прямоточным двигателем, оснащенный системой увеличения объема камеры дожигания, функционирует следующим образом.Declared artillery projectile with rocket-ramjet engine, equipped with a system to increase the volume of the afterburner, operates as follows.

При выстреле из артиллерийского орудия продукты сгорания метательного заряда воздействуют на донную часть снаряда, состоящего из головной части 1, проскальзывающего относительно корпуса снаряда обтюрирующего пояска 2 и ракетно-прямоточного двигателя 3 (фиг. 1). Под действием давления продуктов сгорания метательного заряда снаряд получает ускоренное движение вперед по каналу ствола. При этом обтюрирующий поясок 2, проскальзывая относительно корпуса снаряда, обеспечивает его закручивание с частотой, не препятствующей аэродинамической стабилизации снаряда, в том числе при выстреле из нарезного ствола. Обтюрирующий поясок 2 установлен в районе диафрагмы 6 и днища 7 газогенератора, т.е. в области пояска находится достаточно большая масса металла, что препятствует деформации критически важных элементов снаряда под действием нагрузок, которые он испытывает при выстреле.When fired from an artillery gun, the combustion products of the propellant charge act on the bottom of the projectile, which consists of the head part 1, the obturator belt 2 sliding relative to the projectile body, and the ramjet engine 3 (Fig. 1). Under the action of the pressure of the combustion products of the propellant charge, the projectile receives an accelerated forward movement along the bore. At the same time, the obturating belt 2, sliding relative to the projectile body, ensures its twisting at a frequency that does not interfere with the aerodynamic stabilization of the projectile, including when fired from a rifled barrel. The obturating belt 2 is installed in the area of the diaphragm 6 and the bottom 7 of the gas generator, i.e. in the region of the girdle there is a sufficiently large mass of metal, which prevents the deformation of the critical elements of the projectile under the action of the loads that it experiences when fired.

В процессе движения по стволу продукты сгорания метательного заряда, имеющие избыточное давление, затекают в полость ракетно-прямоточного двигателя 3 через центральное отверстие в сбрасываемом защитном колпаке 14. После вылета из канала ствола давление снаружи ракетно-прямоточного двигателя становится равно атмосферному, в то время как продукты сгорания метательного заряда, имеющие избыточное давление, по-прежнему находятся в полости ракетно-прямоточного двигателя. Под действием разности давлений защитный колпак 14 сбрасывается, освобождая стабилизаторы 13, закрепленные на узле (или узлах) 12 крепления стабилизаторов под определенным углом к продольной оси снаряда.In the process of moving along the barrel, the products of combustion of the propellant charge, having excess pressure, flow into the cavity of the ramjet engine 3 through the central hole in the reset protective cap 14. After leaving the bore, the pressure outside the ramjet engine becomes equal to atmospheric, while The combustion products of the propellant charge, having excess pressure, are still in the cavity of the ramjet engine. Under the action of the pressure difference, the protective cap 14 is dropped, releasing the stabilizers 13, fixed on the node (or nodes) 12 of the stabilizers attachment at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile.

Стабилизаторы 13 раскрываются и воспринимают набегающий поток воздуха. Поскольку стабилизаторы 13 установлены под определенным углом к продольной оси снаряда, они способны создавать тангенциальную по отношению к корпусу снаряда силу. Тангенциальная сила создается на всем протяжении полета, а при наличии угла атаки сумма тангенциальных сил отдельных стабилизаторов создает нормальную силу, которая стремится вернуть снаряд в положение, соответствующее нулевому углу атаки, т.е. обеспечивает устойчивый полет. Угол установки стабилизаторов 13 подбирается таким образом, чтобы тангенциальная сила способствовала провороту втулки с буртом 11 в резьбовом соединении, с которой жестко соединен узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов, в ее резьбовом соединении с обечайкой 9 и смещению при этом назад относительно обечайки 9. Под действием тангенциальной силы втулка с буртом 11 проворачивается в резьбовом соединении с обечайкой 9 первичного объема камеры дожигания и смещается назад до тех пор, пока бурт на втулке не войдет в контакт с упором на обечайке 9. В процессе этого формируется дополнительный объем камеры дожигания, т.к. к первичному объему, ограниченному обечайкой 9, добавляется объем, ограниченный внутренней поверхностью втулки с буртом 11. При остановке втулки с буртом 11 в крайнем заднем положении сквозные щели, выполненные в ее стенке, совпадают со сквозными щелями, выполненными в стенке обечайки 9, чем достигается формирование тракта для подачи воздуха в камеру дожигания. После остановки втулки с буртом 11 в крайнем заднем положении стабилизаторы 13, установленные под определенным углом к продольной оси снаряда, продолжают передавать тангенциальную силу на снаряд. Частота вращения снаряда при этом существенно ниже, чем при гироскопической стабилизации (порядка 6-10 оборотов в секунду), что не препятствует работе различных бортовых систем, в том числе систем управления (см. Основы устройства и функционирования артиллерийских управляемых снарядов. Учебное пособие. - Под общ. ред. акад. РАН А.Г. Шипунова. - Тула: Издательство Тульского государственного университета, 2003).Stabilizers 13 open and perceive the oncoming air flow. Since the stabilizers 13 are installed at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile, they are able to generate a force tangential to the body of the projectile. A tangential force is created throughout the flight, and in the presence of an angle of attack, the sum of the tangential forces of individual stabilizers creates a normal force that tends to return the projectile to a position corresponding to a zero angle of attack, i.e. ensures stable flight. The installation angle of the stabilizers 13 is selected in such a way that the tangential force contributes to the rotation of the sleeve with the collar 11 in the threaded connection, to which the stabilizer fastening unit (or units) 12 is rigidly connected, in its threaded connection with the shell 9 and shifting back relative to the shell 9. Under the action of a tangential force, the sleeve with shoulder 11 rotates in a threaded connection with the shell 9 of the primary volume of the afterburner chamber and moves back until the shoulder on the sleeve comes into contact with the stop on the shell 9. In the process, an additional volume of the afterburner chamber is formed, t .to. to the primary volume limited by the shell 9, the volume limited by the inner surface of the sleeve with the collar 11 is added. formation of a path for supplying air to the afterburner. After stopping the sleeve with shoulder 11 in the rearmost position, the stabilizers 13, installed at a certain angle to the longitudinal axis of the projectile, continue to transmit tangential force to the projectile. In this case, the rotational speed of the projectile is significantly lower than with gyroscopic stabilization (about 6-10 revolutions per second), which does not interfere with the operation of various on-board systems, including control systems (see Fundamentals of the design and operation of artillery guided projectiles. Tutorial. - Under the general editorship of A.G. Shipunov, Academician of the Russian Academy of Sciences, Tula: Tula State University Press, 2003).

Одновременно с раскрытием стабилизаторов 13 воспламеняется заряд твердого топлива 5. Продукты его первичного сгорания истекают через центральное отверстие в диафрагме 6 и распределяются по сопловым отверстиям 8 в днище 7, после чего истекают в камеру дожигания ракетно-прямоточного двигателя, образованную обечайкой 9 первичного объема камеры дожигания и втулкой с буртом 11. Воздух в камеру дожигания поступает через тракт, формируемый воздухозаборным устройством 10 и сквозными щелями в стенке обечайки 9 и стенке втулки с буртом 11. Перемешиваясь с воздухом, продукты первичного сгорания топлива дожигаются с выделением энергии, которая передается рабочему телу (смеси продуктов первичного сгорания топлива, воздуха и продуктов дожигания). Рабочее тело далее выбрасывается через сопло ракетно-прямоточного двигателя, выполненное в виде профилированной внутренней поверхности втулки с буртом 11 ближе к ее хвостовой части. За счет этого создается тяга и, как следствие, увеличивается дальность полета артиллерийского снаряда.Simultaneously with the opening of the stabilizers 13, a charge of solid fuel 5 ignites. The products of its primary combustion flow through the central hole in the diaphragm 6 and are distributed through the nozzle holes 8 in the bottom 7, after which they flow into the afterburning chamber of the ramjet engine formed by the shell 9 of the primary volume of the afterburning chamber and a sleeve with a shoulder 11. Air enters the afterburner chamber through a path formed by an air intake device 10 and through slots in the wall of the shell 9 and the wall of the sleeve with a shoulder 11. Mixing with air, the products of primary combustion of the fuel are afterburned with the release of energy, which is transferred to the working fluid ( mixtures of products of primary combustion of fuel, air and afterburning products). The working fluid is then ejected through the nozzle of the ramjet engine, made in the form of a profiled inner surface of the sleeve with shoulder 11 closer to its tail. Due to this, thrust is created and, as a result, the flight range of an artillery projectile increases.

Из сути описанной конструкции следует, что возможность увеличить объем камеры дожигания ракетно-прямоточного двигателя с кормовым расположением на артиллерийском снаряде напрямую зависит от расстояния между обтюрирующим пояском, в районе которого располагаются силовые элементы (на фиг. 2 и фиг. 3 это диафрагма 6 и днище 8 газогенератора), и крайней задней точкой снаряда. Величина этого расстояния, как правило, ограничена условиями заряжания.It follows from the essence of the described design that the ability to increase the volume of the afterburning chamber of a ramjet engine with a stern location on an artillery projectile directly depends on the distance between the obturator belt, in the area of \u200b\u200bwhich the power elements are located (in Fig. 2 and Fig. 3 this is diaphragm 6 and the bottom 8 of the gas generator), and the rearmost point of the projectile. The value of this distance, as a rule, is limited by the loading conditions.

Для артиллерийских систем с раздельно-гильзовым и картузным заряжанием эти ограничения наиболее жесткие, и снаряд имеет относительно короткую запоясковую часть, как на фиг. 1. В таких условиях дополнительно повысить степень увеличения объема камеры дожигания можно при помощи модификации ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания, представленной на фиг. 4 и фиг. 5. В данной модификации вместо одной втулки с буртом используется последовательность втулок с буртом. Первая переходная втулка 15 со сквозными щелями в стенке установлена в резьбовом соединении с обечайкой 9 первичного объема камеры дожигания и имеет как бурт для стопорения в крайнем заднем положении, так и внутреннее резьбовое соединение с упором, подобное по конструкции и назначению резьбовому соединению между обечайкой 9 и втулкой с буртом 11 на фиг. 2 и фиг. 3. В этом соединении установлена вторая переходная втулка 16, по конструкции аналогичная первой переходной втулке 15 за исключением меньшего диаметра и отсутствия сквозных щелей в стенке. Со второй переходной втулкой 16 соединяется втулка с буртом 11, на которой жестко закреплен узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов аналогично конструкции, представленной на фиг. 2 и фиг. 3. Все резьбовые соединения между обечайкой 9, переходными втулками 15 и 16 и втулкой с буртом 11 выполнены по одинаковой схеме, позволяющей втулкам при провороте в соединениях смещаться назад. Проворот происходит под действием тангенциальной силы, передаваемой со стабилизаторов 13 через узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов 13 на втулку с буртом 11. Таким образом, первой в крайнее заднее положение приходит втулка с буртом 11 и стопорится при контакте с упором на второй переходной втулке 16. Далее тангенциальная сила передается на вторую переходную втулку 16 до тех пор, пока она, в свою очередь, не займет крайнее заднее положение при контакте своего бурта с упором на первой переходной втулке 15. После этого тангенциальная сила передается уже на первую переходную втулку 15, и она, проворачиваясь в резьбовом соединении с обечайкой 9, перемещается в крайнее заднее положение, завершая процесс формирования дополнительного объема камеры дожигания. Таким образом, достигается дальнейшее увеличение объема камеры дожигания, повышение полноты дожигания и реализации заложенной в топливе энергии по сравнению с конструкцией, представленной на фиг. 2 и 3, при близких габаритах запоясковой части снаряда. На фиг. 4 представлена данная модификация заявленного изобретения в положении до вылета из канала ствола, а на фиг. 5 - в положении после вылета из канала ствола.For artillery systems with separate case and cartridge loading, these restrictions are the most stringent, and the projectile has a relatively short rim, as in Fig. 1. Under such conditions, it is possible to further increase the degree of increase in the volume of the afterburner chamber by modifying the ramjet engine with the system for increasing the volume of the afterburner chamber, shown in FIG. 4 and FIG. 5. This modification uses a sequence of collared bushings instead of a single collared bushing. The first adapter sleeve 15 with through slots in the wall is installed in a threaded connection with the shell 9 of the primary volume of the afterburner chamber and has both a shoulder for locking in the rearmost position and an internal threaded connection with a stop, similar in design and purpose to the threaded connection between the shell 9 and bushing with shoulder 11 in Fig. 2 and FIG. 3. In this connection, a second adapter sleeve 16 is installed, similar in design to the first adapter sleeve 15, except for a smaller diameter and the absence of through slots in the wall. The second adapter sleeve 16 is connected with a sleeve with a shoulder 11, on which the stabilizer fastening unit (or units) 12 is rigidly fixed, similar to the design shown in Fig. 2 and FIG. 3. All threaded connections between the shell 9, adapter bushings 15 and 16 and the bushing with shoulder 11 are made according to the same scheme, which allows the bushings to move back when turning in the joints. Cranking occurs under the action of a tangential force transmitted from the stabilizers 13 through the node (or nodes) 12 of the stabilizers 13 fastening to the sleeve with shoulder 11. Thus, the sleeve with shoulder 11 comes to the rearmost position first and stops when in contact with the stop on the second adapter sleeve 16. Next, the tangential force is transmitted to the second adapter sleeve 16 until it, in turn, takes its rearmost position when its collar contacts the stop on the first adapter sleeve 15. After that, the tangential force is transferred to the first adapter sleeve 15 , and it, turning in a threaded connection with the shell 9, moves to the rearmost position, completing the process of forming an additional volume of the afterburning chamber. Thus, a further increase in the volume of the afterburning chamber, an increase in the completeness of afterburning and the implementation of the energy embedded in the fuel is achieved in comparison with the design shown in Fig. 2 and 3, with close dimensions of the rim of the projectile. In FIG. 4 shows this modification of the claimed invention in the position before departure from the bore, and in Fig. 5 - in position after departure from the bore.

В артиллерийских системах с унитарным заряжанием подготовленный к выстрелу боеприпас представляет собой единую сборку, состоящую из снаряда, герметично соединенной с ним гильзы, метательного заряда в гильзе и средств инициирования метательного заряда. Поскольку размещение метательного заряда в гильзе происходит в контролируемых условиях, а не в боевой обстановке, появляется возможность удлинить кормовую часть снаряда и разместить метательный заряд внутри и вокруг нее рациональным образом. В связи с этим расширяются возможности по применению систем для увеличения объема камеры дожигания. Предложен вариант заявленного изобретения, представленный на фиг. 6 (положение до вылета из канала ствола) и фиг. 7 (положение после вылета из канала ствола). На фиг. 6 штриховыми линиями показаны приблизительные габариты гильзы унитарного заряжания.In artillery systems with unitary loading, the ammunition prepared for firing is a single assembly consisting of a projectile, a cartridge case hermetically connected to it, a propellant charge in the cartridge case, and means for initiating the propellant charge. Since the placement of the propellant in the case occurs under controlled conditions and not in a combat environment, it becomes possible to lengthen the rear of the projectile and place the propellant in and around it in a rational manner. In this regard, the possibilities for the use of systems to increase the volume of the afterburner are expanding. A variant of the claimed invention shown in Fig. 6 (position before departure from the bore) and FIG. 7 (position after departure from the bore). In FIG. 6 dashed lines show the approximate dimensions of the unitary loading case.

В данном варианте ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания для артиллерийского снаряда он состоит из корпуса 4 газогенератора, заряда твердого топлива 5, диафрагмы 6, переходника 17, внешней обечайки 18 камеры дожигания, втулки с буртом 11, узла (или узлов) крепления стабилизаторов 12 со стабилизаторами 13, закрытыми до вылета из канала ствола сбрасываемым защитным колпаком 14. Корпус 4, диафрагма 6, переходник 17 и внешняя обечайка 18 жестко соединены между собой резьбовыми соединениями, не допускающими проворота и осевого перемещения. Узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов жестко соединен с втулкой с буртом 11. Действие системы увеличения объема камеры дожигания аналогично описанному выше: после вылета из канала ствола под действием разности давлений сбрасывается защитный колпак 14, раскрываются стабилизаторы 13, которые передают тангенциальное усилие от набегающего потока воздуха через узел (или узлы) 12 крепления стабилизаторов 13 на втулку с буртом 11, которая, в свою очередь, проворачивается в резьбовом соединении с внешней обечайкой 18 камеры дожигания и смещается назад, формируя дополнительный объем камеры дожигания. Одновременно с раскрытием стабилизаторов 13 воспламеняется заряд твердого топлива 5. Продукты его первичного сгорания через отверстие в диафрагме 6 поступают в газовод 19, выполненный в переходнике 17, а из него через несколько сопловых отверстий 8, выполненных в переходнике 17, истекают в камеру дожигания. Воздух в камеру дожигания поступает через воздухозаборные окна 20, выполненные в переходнике 17.In this version of the ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber for an artillery projectile, it consists of a gas generator body 4, a solid propellant charge 5, a diaphragm 6, an adapter 17, an outer shell 18 of the afterburner chamber, a sleeve with a shoulder 11, a node (or nodes) fastenings of stabilizers 12 with stabilizers 13 closed before departure from the bore by a resettable protective cap 14. Body 4, diaphragm 6, adapter 17 and outer shell 18 are rigidly interconnected by threaded connections that prevent rotation and axial movement. The node (or nodes) 12 for attaching the stabilizers is rigidly connected to the sleeve with the shoulder 11. The operation of the system for increasing the volume of the afterburner chamber is similar to that described above: after leaving the bore, under the action of a pressure difference, the protective cap 14 is dropped, the stabilizers 13 open, which transmit a tangential force from the oncoming air flow through the node (or nodes) 12 of the stabilizers 13 fastening on the sleeve with shoulder 11, which, in turn, rotates in a threaded connection with the outer shell 18 of the afterburner and shifts back, forming an additional volume of the afterburner. Simultaneously with the opening of the stabilizers 13, a charge of solid fuel 5 ignites. The products of its primary combustion through the hole in the diaphragm 6 enter the gas conduit 19, made in the adapter 17, and from it through several nozzle holes 8, made in the adapter 17, flow into the afterburner. The air enters the afterburner chamber through the air intake windows 20, made in the adapter 17.

Такой вариант ракетно-прямоточного двигателя с системой увеличения объема камеры дожигания для артиллерийского снаряда позволяет увеличить камеру дожигания на длину порядка 0,5 длины гильзы и выше. Этим достигается высокая полнота реализации энергии, заложенной в топливе, и достигается высокое тяговое усилие с соответствующим повышением дальности полета снаряда. Удаление входа в ракетно-прямоточный двигатель назад от корпуса снаряда в данном варианте заявленного изобретения позволяет снизить влияние пограничного слоя воздуха на рабочие характеристики двигателя.Such a variant of a ramjet engine with a system for increasing the volume of the afterburner chamber for an artillery projectile makes it possible to increase the afterburner chamber by a length of about 0.5 of the sleeve length and more. This achieves a high completeness of the implementation of the energy embedded in the fuel, and a high tractive effort is achieved with a corresponding increase in the range of the projectile. Removing the entrance to the ramjet engine back from the body of the projectile in this embodiment of the claimed invention reduces the influence of the boundary layer of air on the performance of the engine.

Claims

1. A method for increasing the flight range of an artillery projectile, which consists in the fact that the movement of the projectile in the barrel of the gun is carried out under the influence of the pressure of the combustion products of the propellant charge and the projectile is guided along the barrel by means of an obturator band sliding relative to the projectile body, and the projectile contains a rocket-ramjet engine, installed in the aft part of the projectile and including a gas generator body with a solid fuel charge located in it, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, a shell of the primary volume of the afterburner chamber connected to the gas generator body, an air intake device and a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded sleeve with a shoulder, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking of the translational movement during the interaction of the shoulder of the threaded bushing with the stop in the rearmost position of the said bushing, characterized in that the threaded bushing with the shoulder The system for increasing the volume of the afterburner chamber is rigidly connected to the stabilizer attachment unit or assemblies and is connected by a threaded connection to the shell of the primary volume of the afterburner chamber, which ensures translational movement of the sleeve with the shoulder relative to the shell, and the stabilizers are installed at an angle to the axis of the projectile and are closed with a resettable protective cap, in addition, the stop for interaction with the collar of the threaded bushing in its extreme rear position is located on the shell of the primary volume of the afterburning chamber, while after the projectile leaves the bore, a charge of solid fuel is ignited, which leads to the release of the protective cap, the opening of stabilizers that transmit force from the oncoming air flow through the mount or mounts of the stabilizers onto the threaded bushing with a shoulder, which due to this rotates in a threaded connection with the shell of the primary volume of the afterburning chamber and progressively moves back to the rearmost position, increasing the volume of the afterburning chamber i, further, in the extreme rear position, the threaded bushing with a shoulder is locked due to the interaction of the shoulder of the threaded bushing with an emphasis on the shell of the primary volume of the afterburner chamber, and the air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the threaded bushing with a shoulder , combined with through slots in the shell at the rearmost position of the threaded bushing, with air supply for afterburning the products of primary combustion of solid fuel, followed by their outflow through the nozzle and the creation of traction force.

2. Artillery projectile containing a head part for a payload, an obturator belt sliding relative to the projectile body, a rocket-ramjet engine located in the aft part of the projectile and containing a gas generator body, a solid fuel charge, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, a shell of the primary volume of the chamber afterburner, an air intake device and a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded bushing with a shoulder, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking of the translational movement in the rearmost position when the shoulder of the threaded bushing interacts with the stop, characterized in that the threaded bushing with the collar of the system increasing the volume of the afterburning chamber is rigidly connected to the stabilizer attachment unit or attachment points and is connected by a threaded connection with the shell of the primary volume of the afterburning chamber, which ensures translational movement of the sleeve with the collar relative to the shell, and the stabilizer The holes are installed at an angle to the axis of the projectile and are closed with a drop-off protective cap, in addition, the stop for interacting with the shoulder of the threaded sleeve in the rearmost position is located on the shell of the primary volume of the afterburner chamber, while the air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the chamber post-combustion and through slots in the threaded bushing with collar, which are combined with through slots in the shell at the rearmost position of the threaded bushing.

3. Artillery projectile containing a head part for a payload, an obturator belt sliding relative to the projectile body, a rocket-ramjet engine located in the aft part of the projectile and containing a gas generator body, a solid fuel charge, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, a shell of the primary volume of the chamber afterburner, an air intake and a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded sleeve with a shoulder, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking in the rearmost position, characterized in that the threaded sleeve with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner chamber is rigidly connected to the node or stabilizers attachment points and is connected through the first and second adapter sleeves with the shell of the primary volume of the afterburning chamber in such a way that translational movement relative to the shell of the first adapter sleeve, the second adapter sleeve and the threaded sleeve is provided. with a shoulder, while the stabilizers are installed at an angle to the axis of the projectile and are closed with a resettable protective cap; the first adapter sleeve is connected by a threaded connection to the shell of the primary volume of the afterburner chamber and is made with a collar designed to be locked in the rearmost position by interaction of the collar with the stop formed on said shell, in addition, the first adapter sleeve is made with its own stop; the air supply path of the air intake device is formed by through slots in the shell of the primary volume of the afterburner chamber and through slots in the first adapter sleeve, which are aligned at its extreme rear position with through slots in the shell; the second adapter sleeve is connected by a threaded connection with the first adapter sleeve and is made with a collar designed to lock it in the rearmost position when the collar of the second adapter sleeve interacts with the said stop of the first adapter sleeve, in addition, the second adapter sleeve is provided with its own stop; said threaded bushing with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburning chamber is connected by a threaded connection with the second adapter bushing and is made with the possibility of locking in the rearmost position when the shoulder of the threaded bushing interacts with the aforementioned stop of the second adapter bushing.

4. An artillery projectile containing a head part for a payload, an obturating belt sliding relative to the projectile body, a rocket-ramjet engine containing a gas generator body, a solid fuel charge, a diaphragm, a gas generator bottom with nozzle holes, an outer shell of the primary volume of the afterburner chamber, an air intake device and a system for increasing the volume of the afterburner chamber with a threaded sleeve with a shoulder, made with the possibility of translational movement during its rotation and locking in the rearmost position, characterized in that it is equipped with an adapter located between the gas generator housing and the outer shell of the primary volume of the afterburner chamber, and the adapter is rigid connected with the gas generator housing, the diaphragm and the outer shell of the primary volume of the afterburning chamber and is made with a gas duct, nozzle holes and air intake windows forming an air duct; in addition, the threaded sleeve with a shoulder of the system for increasing the volume of the afterburner is rigidly connected to the stabilizer attachment point or nodes and is connected by a threaded connection to the shell of the primary volume of the afterburner, which ensures translational movement of the sleeve with a shoulder relative to the shell, and the stabilizers are installed at an angle to the axis of the projectile and are closed a resettable protective cap, and the stop for interaction with the shoulder of the threaded sleeve in the rearmost position is located on the shell of the primary volume of the afterburner chamber.

5. Artillery projectile according to claim 4, characterized in that the adapter, the outer shell of the afterburner chamber and the system for increasing the volume of the afterburner chamber are located in the dimensions of the sleeve for unitary loading.